数字控制航空400Hz三相AC-AC静止变流器研究

【类型】学位论文

【作者】袁昊 

【关键词】 400Hz 三相四线 高功率因数整流 无静差控制 三相逆变器

【摘要】本文针对航空电源系统中的电流谐波问题,设计了数字控制400Hz三相四线AC-AC静止变流器,包括功率电路和控制电路的硬件设计、电路建模和控制器设计、DSP软件设计等工作,并搭建了额定输出功率为3kW的样机。变流器的前级为三相半桥PWM整流器,可控制输入电流,使输入电流波形为正弦,且与输入电压相位相同,以实现单位输入功率因数。传统的直接电流控制对交流误差信号的增益随着频率的上升而下降,因此对400Hz的航空电源系统,会出现较大的稳态控制误差,降低变流器的输入功率因数。因此本变流器提出了将虚拟正交变换应用于三相四线制整流器中,以实现各相独立控制和零静差。同时采用零序分量独立控制,解决了虚拟正交变换不能控制零序分量的问题,同时也保证了在不平衡负载下直流母线电容的均压。变流器的后级为三相半桥式SPWM逆变器,由于采用MOSFET器件,开关频率较高,因此在控制上采用经典的电流电压双环控制,也可以很好地控制稳态误差。本文对逆变器进行了详细的数学建模和控制器设计。整流器和逆变器的控制核心都选择了TI公司的TMS320F28335数字信号处理器,矩阵变换、PI调节器、软件保护功能等均通过DSP完成。论文最后对搭建的3kW样机进行了满载稳态实验、负载切换实验,实验结果证明了系统设计的合理性并取得了预期的效果。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】浙江大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】石健将

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